【作 者】魯世紅;付婧頤;丁騰飛;陳晟

　　傳統(tǒng)的板料成形大多依賴模具生產(chǎn)，模具制造的經(jīng)濟(jì)成本和時間成本一定程度上制約了金屬板料制造業(yè)的生產(chǎn)水平，為此各國學(xué)者將目光轉(zhuǎn)向無模成形技術(shù)。板料數(shù)控漸進(jìn)成形(Numerical Control Incremental Sheet Forming，NCISF)作為一種新興的無模成形技術(shù)[1]，采用快速成形技術(shù)的“分層制造”思想，降低了對模具的依賴度，提高了柔性制造的程度，因而受到許多學(xué)者的關(guān)注。與傳統(tǒng)的板料成形方式相比，NCISF可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜曲面零件的加工，同時受益于小變形累積的成形方式，使其進(jìn)一步提高了板料的成形性能。

　　自20世紀(jì)90年代初日本學(xué)者松原茂夫[2]提出了板料數(shù)控漸進(jìn)成形技術(shù)以來，NCISF受到了國內(nèi)外眾多學(xué)者的廣泛研究。得益于相關(guān)領(lǐng)域?qū)W者的不斷探索與研究，漸進(jìn)成形技術(shù)持續(xù)發(fā)展、走向成熟，并不斷結(jié)合其他技術(shù)形成新型漸進(jìn)成形工藝。作為一種靈活的柔性制造技術(shù)，NCISF集計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)控技術(shù)和塑性成形技術(shù)于一體。相比于傳統(tǒng)成形，NCISF工藝的數(shù)字化程度高、成本低，特別適合小規(guī)模和個性化生產(chǎn)，符合現(xiàn)代制造業(yè)多樣化的需求以及科研工作中新產(chǎn)品的試制，因此，其在航空航天、交通及醫(yī)療等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。目前，NCISF在航天領(lǐng)域的火箭筒體壁板和整流罩、航空領(lǐng)域的飛機(jī)蒙皮，汽車用翼子板、醫(yī)療領(lǐng)域的人顱骨修復(fù)體和牙義齒板修復(fù)體等方面已有應(yīng)用[3]。

　　本文從新型技術(shù)、質(zhì)量控制、工藝優(yōu)化和輔助裝置4個方面總結(jié)、分析了近年來國內(nèi)外在NCISF領(lǐng)域的研究成果，為進(jìn)一步研究提供了一些參考和思路。

　　【結(jié)語與展望】

　?。?）隨著漸進(jìn)成形技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，一些結(jié)合電、熱、磁的新型板料數(shù)控漸進(jìn)成形技術(shù)被提出并進(jìn)一步得到了應(yīng)用;另一方面，雙面漸進(jìn)成形技術(shù)作為最具潛力的無模成形技術(shù)也得到了大量研究。相較于傳統(tǒng)單點(diǎn)漸進(jìn)成形技術(shù)，以電熱、電磁及超聲波等能源結(jié)合漸進(jìn)成形技術(shù)構(gòu)成的新型板料數(shù)控漸進(jìn)成形工藝，有著成形性能更高、加工質(zhì)量更好、更易實(shí)現(xiàn)復(fù)雜形狀零件成形等優(yōu)點(diǎn)。

　　隨著新型板料數(shù)控漸進(jìn)成形技術(shù)的出現(xiàn)，相應(yīng)的多物理場藕合數(shù)值模擬、成形機(jī)理、工藝參數(shù)優(yōu)化等方面的內(nèi)容將作為未來的熱點(diǎn)研究內(nèi)容。另一方面，靈活性更高的雙面漸進(jìn)成形結(jié)合電熱及超聲振動的成形技術(shù)也將作為提升成形性能和成形質(zhì)量的有效手段而得到進(jìn)一步研究和發(fā)展。

　?。?）得益于NCISF工藝的靈活成形能力與相關(guān)無模成形的優(yōu)勢，近年來漸進(jìn)成形在許多領(lǐng)域得到了應(yīng)用，但成形件的加工質(zhì)量不足仍然是制約該技術(shù)廣泛工業(yè)化應(yīng)用的主要因素。通過加熱處理、添加支撐(從屬工具頭)及軌跡補(bǔ)償?shù)姆绞娇梢詫?shí)現(xiàn)加工精度的控制和提升。而工藝參數(shù)優(yōu)化和改善表面潤滑條件則是目前提升成形表面質(zhì)量的主要手段。

　　未來，為推動NCISF工藝的工業(yè)化應(yīng)用，綜合提高漸進(jìn)成形加工質(zhì)量將持續(xù)作為漸進(jìn)成形技術(shù)研究的核心目標(biāo)，而相應(yīng)的軌跡補(bǔ)償和支撐方式的改進(jìn)也將作為主要手段得到進(jìn)一步發(fā)展。同時，漸進(jìn)成形技術(shù)將不斷提高其智能化與高效化水平，而協(xié)調(diào)加工質(zhì)量與成形效率之間的矛盾關(guān)系則是未來NCISF工藝領(lǐng)域的一項(xiàng)攻艱內(nèi)容。

　?。?）基于以往的文獻(xiàn)分析，目前對漸進(jìn)成形技術(shù)的研究多集中于宏觀變化上，對于漸進(jìn)成形過程中材料的微觀組織演化與成形過程之間的聯(lián)系還欠缺深入、細(xì)致的研究。同時，在綜合提高漸進(jìn)成形加工質(zhì)量的前提下，有關(guān)NCISF工藝生產(chǎn)零件的適用性、工藝對材料結(jié)構(gòu)損傷的可預(yù)測性以及零件成形后的服役性能測試等方面仍是有待研究的問題。

　　以下是正文：